VoLTE语音质量优化案例(14个)

VoLTE语音质量优化

案例1：VoLTE窄带与宽带语音质量对比

【问题现象】

在3GPP LTE中，VoLTE业务编码有AMR-NB窄带和AMR-WB宽带两种编码，两种编码速率具有不同的话音质量，所以又分别称为VoLTE标清语音（或VoLTE 12.2kbps）和VoLTE 高清语音（或VoLTE 23.85kbps）。

【问题分析】

AMR-NB和AMR-WB这2种编码具有如下特点：

●每20ms产生一个语音包，包括了RTP/UDP/RLC-Security压缩头；

●每160ms生成一个SID语音静默包。

●帧长20ms；

AMR-NB编码特点为：

● 4.75kbps到12.2kbps共8个码率，分别为：4.75、5.15、5.9、6.7、7.4、7.95、

10.2、12.2kbps；

●采样率为8kHz。

AMR-WB编码特点为：

● 6.6kbps到23.85kbps共8个码率，分别为：6.6、8.85、12.65、14.25、15.85、

18.25、19.85、23.05、23.85kbps；

●采样率为16kHz。

可见两者显著的差异是采样速率不一样，窄带一个语音帧是160个点，宽带一个语音帧采样320个点。AMR NB的语音带宽范围：300－3400Hz，8KHz采样。AMR WB的语音带宽范围：50－7000Hz，16KHz采样。用户可主观感受到话音比以前更加自然、舒适和易于分辨。

AMR WB与AMR NB不同之处在于AMR WB按16kHz采样，分别按频率带50~6400Hz 和6400~7000Hz 进行编码。用来降低复杂度，AMR WB将位算法集中到更重要的频率区。低频带使用ACELP算法进行编码。添加几个特征来达到一个高的主观质量。线性预测（LP）算法是在每隔20ms 的帧要进行一次线性预测算法，每5ms搜索一次自适应码本，这个过程是

在12.8Kbs 速率下进行。高频带是在解码器端使用低带和随机激励的参数重建的, 目的是调整与在声音基础上的低频有关的高频带. 高频带的声频通过使用由低带LP 过滤器产生的LP 滤波器进行重建。

AMR WB与AMR NB的MUSHRA评分（multi-stimulustest with hidden reference and anchor，ITU-R recommendation BS.1534.)参考见下图。

利用传统的MOS值进行AMR-NB和AMR-WB进行对比测试，结果如下图：

由以上分析可见AMR-WB比AMR-NB有更高的话音质量。

【问题解决】

在语音质量上AMR-WB更优于AMR-NB，因此AMR-WB又称为高清语音。

案例2：VoLTE与GSM语音质量比较

【问题现象】

杭州现场使用POLQA SWB评分标准，评估GSM打GSM，VoLTE（23.85kbps）和VoLTE （12.65kbps）三种长呼语音质量，VoLTE MOS相比GSM有较大改善，MOS评分参见下表。

【问题分析】

2G使用窄带语音AMR-NB 12.2k和EFR编码方式，使用POLQA SWB评分时会比传统PESQ 评分会低，具体映射关系如下：

表从上可以看出：AMR（12.2k）/EFR POLQA评分先比PESQ评分低0.5分左右。

按照上表，将2G打2G MOS(POLQA SWB)折算为PESQ MOS分应为2.64+0.5=3.14分。分析2G MOS分值，大量2分MOS分值对应的语音编码方式为EFR，AMR 12.2k编码MOS分一般在3分左右。

【问题解决】

POLQA SWB评分按照64Kbps采样率进行语音质量评分，评分标准比传统PESQ高。同样的2G语音， POLQA评分先比PESQ评分低0.5分左右。

案例3：VoLTE与OTT语音质量比较

【问题现象】

微信电话本是腾讯公司在2014年11月11日推出的基于微信的VoIP电话，其具有低接通时延、无通信费用（仅有流量费用）和高清晰音质等特点。微信电话本对语音业务有很强的替代作用。对微信电话本和VoLTE电话进行了对比测试，分析其产品差异。

【问题分析】

VoLTE试点区域内共有4G基站400个，主覆盖区域为D频段，覆盖良好。使用设备为ASCOM公司的TEMS16.1.3，测试手机为HTC M8t。

1、音质对比分析

从现有的PDCP层速率和MoS进行推测，微信电话本采用的编码为skype的SILK Codec。SILK Codec是一个语音和音频编解码算法, 对于音频带宽、网络带宽和算法复杂度都具有很好的弹性，支持4种采样率：8KHz、12KHz、16KHz、24KHz；三种复杂度：低、中、高。编码码率在 6~40kbps（不同采样率具有不同的码率范围）以及还支持VAD、DTX、FEC等模块，已经在QQ，AIM，GOOGLE TALk上使用，性能在高掉包环境下优于AMR-WB。

为适应其编码方式，这里采用的打分标准使用基于48K采样的POLQA。微信电话本在好点（-88.33dBm，12.67）下，其MoS可以达到3.78，在坏点为1.93。在坏点的条件下，其时延，抖动，丢包都在急剧上涨，用户感知急剧降低。而VoLTE具备QoS保障，其MOS比较稳定，无明显波动，祥见下表。

为进一步对其微信电话本的语音MOS值进行分析，找出其能力拐点，优化人员对其RSRP 的从-125dBm到-110dBm，SINR从-4到10的范围进行测试，详见下图。

从RSRP走势中可以看出:在RSRP>-110dBm，SINR >10的在LTE轻载网络环境下，MOS 可以保持在3.5以上。当RSRP>-111dBm的时候，语音质量会出现大幅提升，MoS会大于3.22，已经超过了GSM的MoS，其音质和VoLTE AMR-WB在感知上差异不大。